DE1302062B - Verfahren zum Herstellen eines guten Waermeuebergangs von einem Halbleiterbauelement zur Innenwand seines Gehaeuses - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines guten Waermeuebergangs von einem Halbleiterbauelement zur Innenwand seines GehaeusesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines guten Wärmeüberganges von einem
Halbleiterbauelement zur Innenwand seines Gehäuses, dessen Halbleiterkörper auf eine Trägerplatte
aufgebracht wird.
Eine solche Trägerplatte hat neben der mechanischen Stabilisierung des Systems vor allem bei
Leistungstransistoren die Aufgabe, die im Betrieb im Halbleiterkörper entwickelte Wärme aufzunehmen
und nach außen abzuleiten. Die Trägerplatte hat somit auch die Funktion eines Wärmeleitungsträgers.
Wird die im Betrieb auftretende Wärme vom Halbleiterkörper über die Trägerplatte zur Gehäusewand
abgeleitet, so spricht man bekanntlich von einer Basiskühlung.
Eine solche Basiskühlung wird im allgemeinen dadurch verstärkt, daß mit der Trägerplatte unmittelbar
ein sogenannter Kühlzylinder verbunden ist, der z. B. an die Trägerplatte angeschweißt ist. Die effektive
Kühlung hängt jedoch im wesentlichen davon so ab, inwieweit Luft infolge von Fertigungstoleranzen
zwischen dem unmittelbar mit dem Halbleiterkörper verbundenen Wärmeleitungsträger und der inneren
Gehäusewand verbleibt. Eine genaue Anpassung des Innendurchmessers der Gehäusekapsel an die Abmessungen
des Wärmeleitungsträgers, der aus der Trägerplatte allein oder aus dieser plus Kühlzylinder
bestehen kann, ist nämlich in der Praxis nicht oder nur schwer möglich. Dies gilt vor allem dann, wenn
die Gehäusekapsel aus Glas besteht. Die weniger gute Wärmeleitfähigkeit von Luft führt dann dazu,
daß bei vorhandenem Luftspalt nicht die maximale Verlustleistung erzielt werden kann, und bedingt
außerdem, daß infolge der von Fall zu Fall verschiedenen Toleranzen erhebliche Exemplarstreuungen
auftreten.
Zur Erzielung einer maximalen Verlustleistung und einer möglichst geringen Streuung unter den einzelnen
Exemplaren wird nach der Erfindung die Trägerplatte mit Hilfe eines um ihre Kanten gelegten
Streifens aus plastisch verformbarem und gut wärmeleitendem Material in das Gehäuse derart
eingedrückt, daß die Oberflächen der Trägerplatte und des Halbleiterkörpers parallel zur Gehäuseachse
liegen.
Bei einer bekannten Anordnung wird der Halbleiterkörper durch einen becherförmigen Körper kontaktiert,
der an der Innenwand des Gehäuses anliegt. Bei einer anderen bekannten Anordnung stehen die
Elektroden mit einem die Verlustwärme abführenden Körper in Kontakt, und zwar lediglich unter Druck.
Der für die Wärmeabfuhr bestimmte Körper ist dabei an der Fläche, die an der Elektrode anliegt, mit einem
durch Löten oder Schweißen angebrachten Überzug aus einem schmiegsamen, metallischen Werkstoff versehen.
Schließlich ist eine Halbleiteranordnung bekannt, bei der die Basiselektrode so ausgebildet ist,
daß sie über einen ausgedehnten Bereich an der Innenfläche des Gehäuses anliegt.
Die obengenannten bekannten Anordnungen befassen sich entweder nur mit einer Kühlung der
Halbleiterelektroden oder mit einer Kühlung des Halbleiterkörpers, bei der entsprechend geformte und
daher relativ kostspielige Kühlkörper erforderlich sind, die sich für eine Massenfertigung kaum eignen.
Die Erfindung löst dagegen das Problem einer guten Basiskühlung, ohne daß dazu ein besonders geformter
Kühlkörper erforderlich ist. Als Kühlkörper kann vielmehr eine gewöhnliche Trägerplatte Verwendung
finden.
Der Streifen, der nach der Erfindung um die Kanten der Trägerplatte gelegt wird, kann beispielsweise
aus Indium bestehen. Der obere Rand des Gehäuses wird vorzugsweise aufgebördelt, damit das Einführen
der Trägerplatte erleichtert wird.
Das Einbringen der Trägerplatte mit dem Halbleiterkörper und dem Streifen in das Gehäuse erfolgt
nach der Erfindung vorzugsweise so, daß der Streifen mit seiner Schmalseite auf die Öffnung des Gehäuses
gelegt und auf den Streifen die Trägerplatte gelegt wird. Anschließend wird der Streifen zusammen mit
der Trägerplatte derart in das Gehäuse gedrückt, daß sich der Streifen mit seiner Schmalseite um die
Trägerplatte legt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Halbleiterbauelement nach der Einkapselung auf
eine Temperatur über dem Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt des plastisch verformbaren Materials
erwärmt. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen der Trägerplatte und der Gehäusewand noch
verbessert.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Als Material für den um die Kanten der Trägerplatte gelegten Streifen wird im Ausführungsbeispiel
Indium verwendet. Ein solcher Indiumstreifen wird nach der Erfindung zwischen die Trägerplatte und
die Gehäusewand gebracht. Das Einbringen des Indiumstreifens zwischen Trägerplatte und Gehäusewand
erfolgt nach der F i g. 1 beispielsweise dadurch, daß der Streifen 1 mit seiner Schmalseite auf die Öffnung
des Gehäuses 2 gelegt und auf den Streifen die Trägerplatte 3 gebracht wird. Anschließend wird der
Streifen 1 zusammen mit der Trägerplatte 3 derart in das Gehäuse 2 gedrückt, daß sich der Streifen mit
seiner Schmalseite gemäß F i g. 2 um die Trägerplatte 3 legt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen eines guten Wärmeüberganges von einem Halbleiterbauelement
zur Innenwand seines Gehäuses, dessen Halbleiterkörper auf eine Trägerplatte aufgebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte mit Hilfe eines um ihre Kanten gelegten
Streifens aus plastisch verformbarem und gut wärmeleitendem Material in das Gehäuse
derart eingedrückt wird, daß die Oberfläche der Trägerplatte und des Halbleiterkörpers parallel
zur Gehäuseachse liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus Indium besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand des
Gehäuses aufgebördelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen
mit seiner Schmalseite auf die Öffnung des Gehäuses gelegt und auf den Streifen die Trägerplatte
gebracht wird und daß dann der Streifen zusammen mit der Trägerplatte derart in das
Gehäuse gedrückt wird, daß sich der Streifen mit seiner Schmalseite um die Trägerplatte legt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterbauelement nach der Einkapselung auf eine
Temperatur über dem Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt des plastisch verformbaren Materials
erwärmt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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- 1960-09-30 GB GB33608/60A patent/GB969483A/en not_active Expired
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